乳牙磨牙 - 切牙矿化不全（MIH）与健康儿童口腔微生物组的差异及临床意义

《Microbiology Spectrum 3.7》：Comparative analysis of oral microbiome in molar-incisor-hypomineralization vs healthy age-matched controls

这篇研究对比了乳牙磨牙 - 切牙矿化不全（MIH）患儿与健康同龄儿童的龈上菌斑微生物组。发现二者整体微生物组组成相似，但 MIH 严重程度会影响微生物多样性，且 MIH 患者中链球菌属增多，提示更易患龋齿，为儿科牙科治疗提供了重要依据。

　　### 研究背景
乳牙磨牙 - 切牙矿化不全（Molar-incisor-hypomineralization，MIH）是一种影响全球儿童的常见牙齿疾病，是系统性原因导致的发育性釉质缺陷，主要影响第一恒磨牙和切牙。其全球患病率在 2.4%-40.2% 之间，平均约为 14.2% 或 13.5% 。MIH 临床表现为牙齿出现界限分明的乳白至黄褐色不透明区域，严重时釉质会崩解，导致牙齿机械强度降低，表面粗糙易积累牙菌斑，增加龋齿风险。同时，牙齿过敏也是 MIH 的常见症状，会影响儿童饮食和口腔卫生，进而增加龋齿风险。

口腔微生物组由细菌、真菌、病毒等多种微生物组成，是人体第二大微生物群落。微生物稳态的改变与多种口腔和全身疾病相关，但目前关于 MIH 患者口腔微生物组的数据有限。此前仅有一项研究对 25 名儿童 MIH 患牙的龈上菌斑细菌组成进行了检测，且该研究采用的是分口设计。因此，本研究旨在对比 MIH 患儿与健康同龄儿童的口腔微生物组组成，并探究 MIH 组临床参数与口腔微生物组的关系。

材料和方法

1. 研究设计：本研究为横断面研究，在海德堡大学医院保守牙科进行。研究获得当地伦理委员会批准（S-550/2021），并在德国临床试验注册中心注册（DRKS 00030206）。参与者和监护人需提供书面知情同意书。
2. 参与者招募：共招募 95 名 7 - 17 岁患者，MIH 组 45 人，对照组 50 人。MIH 组需确诊为 MIH，对照组要求口腔健康、牙齿健全且无龋齿经历。排除患有严重或罕见疾病、综合征、婴儿脑瘫以及近 2 周内使用过抗生素的患者。
3. 临床检查：由专业牙医进行全面口腔检查，记录牙齿状况，包括根据欧洲儿科牙科学会标准评估 MIH，使用 MIH 治疗需求指数（MIH-TNI）对 MIH 严重程度分级，用 Schiff 冷空气敏感量表（SCASS）评估牙齿敏感性，按世界卫生组织基本方法记录龋齿经历（dmft/DMFT 指数），在 MIH 组测量菌斑控制记录（PCR）和牙龈出血指数（GBI）。
4. 样本采集：使用 OMNIgene ORAL OMR-110 采集龈上菌斑，采集前参与者需禁食 1 小时且前一晚刷牙后不再刷牙。MIH 组从患牙牙龈边缘采集，对照组从上颌磨牙区采集，样本采集后置于含稳定液的收集管中室温保存。
5. DNA 提取：采用 QIAamp PowerFecal Pro DNA Kit 提取 DNA，样本预处理后按试剂盒说明书纯化，最后用无核酸酶水洗脱 DNA。
6. 16S rRNA 扩增子测序：用通用细菌引物扩增 16S rRNA 基因 V4 区域，PCR 产物经电泳检测、纯化后，评估质量和浓度，连接测序接头后在 Illumina MiSeq 系统进行双端测序。
7. 统计分析：使用 SPSS 24.0 进行描述性统计，用 R 3.1.4 及相关软件包分析 16S 数据。计算 α 多样性（香农指数）、丰富度、均匀度（皮洛指数）、优势度和 β 多样性（森下 - 霍恩距离）等指标，通过 PERMANOVA 评估组间差异和临床参数对微生物结构的影响，用 MaAsLin2 进行多变量关联建模，用 Spearman 相关性评估特定 ASV、微生物群指数与临床参数的相关性。

研究结果

1. 研究队列特征：最终数据集包含 MIH 组 29 人（平均年龄 11.3±3.1 岁）和对照组 35 人（平均年龄 10.4±2.1 岁）。MIH 组平均患牙数为 6.8±2.9 颗，超半数患者 MIH-TNI 最严重程度为 4 级，三分之一为 2 级，47.2% 的患牙已修复，平均 dmft/DMFT 为 4.0±2.4。
2. 微生物组结构：MIH 组和对照组整体微生物组组成相似（PERMANOVA：R2 = 0.019，P值 = 0.287） 。在所有人群中观察到 36 种平均相对丰度 > 0.1% 的细菌物种，MIH 组中链球菌属最为普遍和丰富。MaAsLin2 分析显示，MIH 组中属于链球菌属的 ASV0055 相对丰度显著高于对照组（P < 0.0001） 。相关性网络分析发现，ASV0055 与龋齿经历、MIH-TNI 和患牙数呈正相关；ASV0100（曼海姆菌属）随患牙数增加而显著增加，ASV0053（伯杰菌属）随龋齿经历增加而减少。
3. 细菌多样性：MIH 患者和对照组整体的 α 多样性（香农指数）无显著差异。但在 MIH 亚组分析中，α 多样性和均匀度随患牙数增加而显著降低，且与其他临床参数无显著相关性。

讨论

1. 微生物组组成相似性：本研究首次对比 MIH 患者与健康对照组口腔微生物组，发现二者整体微生物组组成高度相似，这表明 MIH 患者龈上菌斑微生物组相对正常。接受过预防性和修复性治疗的 MIH 患者，其微生物组能恢复到稳态。
2. 链球菌属的影响：MIH 组中特定链球菌属 ASV 的丰度显著更高。链球菌属影响菌斑形成，其中变异链球菌与龋齿相关。MIH 患牙表面粗糙、孔隙率高，且患者因牙齿敏感可能口腔卫生较差，这些因素都有利于链球菌属的定植，解释了 MIH 患牙更易患龋齿的现象。
3. 微生物多样性差异：本研究中，仅 MIH 亚组分析显示患牙数增加时 α 多样性和均匀度降低，而整体上 MIH 组和对照组 α 多样性无显著差异。这可能是由于对照组微生物多样性受多种因素影响，存在较高异质性，掩盖了组间差异。此前有研究表明 MIH 患者微生物多样性降低或升高，与本研究结果不同，可能与研究设计、样本选择等因素有关。
4. 治疗建议：鉴于 MIH 患者口腔微生物组的特点，治疗应注重建立和维持微生物稳态。包括针对性的预防护理，如化学和机械性菌斑控制；定期使用高浓度局部氟化物，可抑制致龋菌；使用窝沟封闭剂可减轻牙齿敏感，预防龋齿；对于更严重的情况，彻底去除患牙多孔釉质，可减少细菌附着，提高修复体寿命。
5. 研究局限性：本研究为单中心横断面研究，样本量有限，无法确定因果关系。未记录饮食、生活方式等影响口腔微生物组的因素，导致对照组异质性较高。未来研究应采用更大样本量的前瞻性研究，并考虑这些因素。

研究结论

MIH 患儿口腔微生物组与健康同龄儿童无显著差异，但 MIH 严重程度和患牙数可能损害微生物多样性。MIH 患者中链球菌属丰度增加，表明其龋齿易感性更高。因此，针对性的牙科护理，如菌斑控制和局部氟化物使用至关重要。未来还需更大样本量和宏基因组学研究，进一步探究微生物的蛋白水解活性及其对牙齿硬组织的影响。